Niedawno dr Jingjing Cao z Uniwersytetu Jiangnan we współpracy z niemieckimi badaczami z powodzeniem opracował niedrogi, bogaty w ziemię „katalizator nanoarkuszowy z nienasyconym defektem koordynacyjnym na tlenku cynku”, zapewniając nowe rozwiązanie w zakresie wydajnego i ekologicznego recyklingu odpadów tworzyw poliestrowych w łagodnych warunkach.
Wyniki powiązanych badań opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.
Tworzywa poliestrowe charakteryzują się ogromną roczną produkcją, lecz tradycyjne metody recyklingu chemicznego wiążą się z problemami, takimi jak wysokie zużycie energii, korozja sprzętu i trudności z oczyszczaniem ścieków. W tym badaniu zespół zaprojektował katalizator na bazie tlenku cynku ze specjalnymi strukturami defektów na swojej powierzchni. Obrazowo opisali go jako „skalpel molekularny”, w którym miejsca defektów powierzchniowych działają jak wysoce aktywne „chwytaki”, które preferencyjnie adsorbują i aktywują cząsteczki wody i tlenu, umożliwiając precyzyjne rozszczepianie wiązań poliestrowych w niemal neutralnych warunkach wodnych bez potrzeby stosowania rozpuszczalników organicznych lub mocnych zasad.
Eksperymenty wykazały, że w środowisku powietrza o temperaturze 190°C układ katalityczny może całkowicie zdepolimeryzować politereftalan etylenu (PET) w ciągu zaledwie sześciu godzin, przy selektywności wobec kwasu tereftalowego przekraczającej 99%. Ponadto katalizator wykazywał się doskonałą „uniwersalnością substratu”, skutecznie przetwarzając zarówno zwykłe butelki po wodzie mineralnej, jak i odpady tekstylne zawierające barwniki i inne zanieczyszczenia, utrzymując współczynnik odzysku kwasu tereftalowego powyżej 98%.
Technologia ma również zastosowanie do wysoce selektywnego odzysku monomerów z innych odpadów poliestrowych. Jeśli chodzi o przyjazność dla środowiska, katalizator pozostał stabilny po pięciu ciągłych cyklach i podczas reakcji nie wykryto szkodliwego wymywania jonów cynku, co pozwoliło uniknąć wtórnego zanieczyszczenia. Obecnie zespół badawczy przeprowadził eksperymenty w skali laboratoryjnej na poziomie 40 gramów, z sukcesem przekształcając odpady tworzyw sztucznych w surowce o wysokiej czystości i ponownie przetwarzając je w przetworzony PET.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
